Sistema de Transmissão de Energia Eléctrica sem utilização de cabos nem meios ferromagnéticos

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Energias Renováveis – Conversão Eléctrica e Utilização Sustentáveis

O objectivo deste trabalho é o estudo e implementação de um sistema de transmissão e recepção de energia eléctrica sem que haja qualquer contacto galvânico, genericamente designado por WPT (Wireless Power Transfer). A chave deste tipo de sistema é o acoplamento indutivo ressonante. A primeira fase do projecto iniciou-se pelo estudo e adaptação de um equipamento de soldadura de acrílico, a trabalhar no intervalo de frequências entre 8 e 14MHz, baseado na permuta da energia eléctrica em energia calorífica, por indução magnética. Este equipamento constitui o emissor do sistema. Houve necessidade de diversas adaptações, para que o seu novo funcionamento correspondesse ao novo objectivo desejado, propagação de um campo magnético variante no tempo e com projecção a uma distância até metro e meio. O projecto e construção do receptor estiveram condicionados às adaptações possíveis da unidade emissora e da existência de alguns componentes, nomeadamente os condensadores de muito alta tensão, com o interior a vácuo, encapsulamento de vidro, assim como de diodos de comutação rápida, cujas características permitissem trabalhar debaixo de tensões elevadas. As aplicações futuras deste tipo de sistemas serão, por exemplo, as de carga de baterias de transportes públicos eléctricos, permitindo em cada paragem, para entrada e saída de passageiros, uma carga rápida de baterias, evitando desta maneira as catenárias usadas nestes veículos. Porque se usa só o campo magnético, trata-se de um sistema não radiante, o que minimiza os efeitos nefastos sobre a saúde, dado não se trabalhar com campos electromagnéticos de potências e frequências elevadas. De qualquer modo pretendeu-se, de início e dentro do possível, que a frequência em uso estivesse dentro da banda ISM, Industrial, Scientific and Medical Band.